现浇砼空心楼盖的结构设计探讨

　　摘要：本文针对现浇空心板设计中的一些问题进行分析，并与普通梁、板体系进行经济比较，提出一些有利于节约造价的措施，具体介绍了基于混凝楼盖受力性能的混凝土空心楼盖结构布置方式，根据混凝土楼盖的弯矩分布和混土空心楼盖的自身特点，布置钢筋和芯筒的布置位置和方向，并介绍了混凝土空心楼盖设计计算方法，可为我国的混凝土空心楼盖设计提供参考。

　　关键词：现浇空心板；最少配筋量；芯筒布置；空心楼盖设计

　　Abstract: In this paper the hollow plate design the site of some of the problems are analyzed, and with the common beam, plate system is the economy, and put forward some beneficial to save the cost of the measures, introduced the coagulation floor based on mechanical properties of concrete hollow floor structure arrangement, according to concrete floor and mixing bending moment distribution of soil hollow floor of its own characteristics, decorate steel and core canister decorate position and direction, and introduces the concrete hollow floor design calculation method of China provides reference for the design of concrete hollow floor.

　　Keywords: cast-in-situ hollow plate; least amount reinforcement; Core canister decorate; Hollow floor design

　　中图分类号：[TQ178]              文献标识码：A                 文章编号：

　　一 现浇砼空心楼盖结构技术的发展及应用

　　现浇空心板是一种由轻质材料组合单元填充的预应力或无预应力混凝土现浇空心板，属于一般建筑物构造领域。它由轻质材料组合单元、上层钢筋、下层钢筋、预应力筋、暗梁钢筋和混凝土构成，此种现浇板空心率较高，既适合于单向板，又适合于双向板，布管、铺筋非常方便。此种现浇板跨度大、重量轻、隔音、隔热效果好，结构的可靠性、抗震性、抗裂性也较好，具有很好的经济性和适用性。

　　大跨度砼空心楼盖及预应力空心楼盖在国外自20世纪50年代便有工程应用,不但应用于楼板结构中,还应用在桥梁工程上.在我国则起步较晚.20世纪90年代初在北京开始应用,不过因芯模的制作运输价格以及力学性能等因素的影响没有得到广泛的应用。之后10多年很多厂家针对芯模进行了广泛深入的探索.

　　从1996年开始在湖南掀起了砼空心楼盖的应用高潮.以长沙为中心，在近10年内,空心楼盖的应用面积达几千万平方米.同时将这股风潮影响到全国.由于砼空心楼盖相关技术标准不规范,于是在2002年,经建设部委托中国建设科学研究院牵头成立编制组.经过两年的努力,编制组进行了系统的实验研究及理论分析.同时收集整理了国内外大量技术资料.分析比较了国内外标准规范的有关方法,进行了设计和施工的工程试点。广泛征求意见，完成了编制工作。

　　现浇钢筋砼空心楼盖结构是在现浇钢筋砼板中放置埋人式内模．经现场浇注砼而在楼板中形成空腔的楼盖体系。达到在楼板刚度(抗弯刚度)基本不变的情况下，大幅抽空砼、减轻楼板自重、减少钢筋用量的目的。它具有自重轻、地震作用小等优点。在跨度较大的公共建筑和住宅建筑中已开始推广应用。目前国家规程及部门省市地方标准已相继发布。现就该四边支撑楼盖形式设计中几个比较令人关注的问题提出自己的看法，供同行借鉴。

　　二 关于最少配筋量的问题

　　按现行《混凝土结构设计规范)GB50010-2002的有关规定，现浇板的最小配筋应为O．2％和45ft／fy中的较大值。但在计算最少配筋量时，楼板截面面积取值易出现误区：如甘肃省工程建设标准《现浇砼空心楼板结构技术规程》(DB．JT-3Ol7-2005)中认为，应按板折算厚度放大10％计算；其中折算厚度为板的实际截面积除以板宽。中国工程建设标准化协会标准《现浇砼空心楼盖结构技术规程)CECS175：2004中对此问题用词也较模糊："配筋率计算时，楼板截面面积应按楼板的实际截面计算"，设计人对此也不易把握。最小配筋率是为避免受弯构件出现少筋破坏而必须在受拉区需配置的最少钢筋量。其确定原则是：在最小配筋率的条件下，构件的抗弯承载力不低于同截面素砼构件的开裂弯矩，即Mu=Mcr。因此，最少配筋量显然不能通过折算厚度去求，而必须与受弯构件的截面形式及破坏时的截面应力状态紧密联系。具体做法为：截取一个孔跨(如图1)。

　　按"工"字型截面(若为圆孔，则将圆孔部分换算成等面积、等形心、等惯性矩的方孔)计算最少配筋量：按GB500l0一2002第9．5．1中注3中的规定应为：As=psmin[(bf×hf)+b×(h-hf)]。

　　其中：psmin- - 最小配筋率

　　As- - 受拉区配筋．包括肋内配筋

　　三 经济性比较

　　现浇空心板在应用宣传方面一般均称其有下述诸多优点：使用功能优良，可隔音、隔热、任意分割、大跨度、大开间；房间无需吊顶、节省层高，工程造价低等优点。但设计人员及业主往往较为关心其与普通梁、板体系相比在经济性方面较为量化的指标，在同等条件下，现浇空心板在造价方面要高于普通梁板体系．若考虑现浇空心板以均布荷载方式传力．周边支撑梁的弯矩减小．配筋量较普通梁、板体系有所减少的因素，造价方面的差距会减少(若跨度加大，现浇空心板在造价方面优势会更明显)。加之其拥有诸如隔音、节能、节省层高等优点。不失为一种合理的楼盖形式。

　　四 设计方面有利于节约造价的措施

　　通过在工程设计中的应用， 总结出几点可节约造价的措施：

　　(1)相邻跨板肋宜按连续肋布置，肋内钢筋通长设置，肋间板负弯矩钢筋可按板弯矩包络图采用分离式配置。一般情况：为方便施工．肋间板面支座负筋宜为跨中板面筋的整数倍(2～3倍)，便于布筋。

　　(2)现浇空心板因为板厚较厚，板在弯距作用下的内力臂系数大幅提高，因此板内宜配置高强度钢筋较为经济，诸如：HRB335或HRB400或采用CRB550级别冷轧带肋钢筋等。这样可大大减小板内的配筋量。且在连续板内力计算时宜考虑内力塑性重分布，调幅系数以不超过15％为宜。这样使板负弯矩与正弯矩筋相差不致于过大，便于施工，且节约钢材。

　　(3)现浇空心板作为一种较新的楼盖形式，可以为结构工程师开拓设计思路提供技术支持，如利用空心板的无梁楼盖形式．在空心板内适当位置布置无粘结或有粘结预应力筋，可实现住宅户内墙的任意分割， 以迎合房地产市场某些雇主的需要，避免住户拿到钥匙后再将许多隔墙砸掉，产生许多不必要的建筑垃圾，同时又浪费了资源，污染了环境。

　　(4)从经济比较明显可以看出，作为一种较新的楼盖形式．芯模的价格也是导致现浇空心板造价上升的主要原因之一。因此，加强对芯模材料的研究，加快标准化生产并降低成

　　本是降低现浇空心板造价的重要措施。近年来，随着科技的进步，芯模的市场价格呈逐年下降趋势。

　　五 基于受力性能的空心楼盖设计方法

　　由于单向板的传力路径比较明确，所以单向板空心楼盖芯筒的布置和钢筋的布置相对比较单一，在此不作探讨。以下就双向板的受力机理和性能作简单的介绍。从双向板的受力特点分析可知，在双向板中应配置如图3所示的钢筋。

　　(1)在跨中板底配置平行于板边的双向钢筋以承担跨中正弯矩。

　　(2)沿支座边配置板面负钢筋，以承担负弯矩。

　　(3)当为四边简支的双向板时，在角部板面应配置对角线方向的斜筋以承担主弯矩MⅡ，在角部底则配置垂直于对角线的斜钢筋以承担主弯矩M 。在常规设计中，板的跨度较小，由于斜筋长短不一，施工不方便，故常用如图3所示的钢筋网代替角部斜筋。而在空心楼盖设计中，板的跨度较大，若采用钢筋网片势必造成用钢量的增加。所以，在大跨度的空心楼盖中可以采用根据受力特点的斜向钢筋布置形式 。同样，由于板中布置芯筒，两个方向的刚度有一定的差别，因而应充分考虑到刚度特点和施工要求进行芯筒的布置，国外的4种布管方式，如图4所示。

　　六 结语

　　综上所述．现浇空心楼盖，作为一种较为新颖的楼盖形式，通过精心设计，合理的确定构造配筋量．可以做到安全可靠、经济合理、方便施工。但由于楼板在复杂应力作用下的理论与实践经验不够充分，如楼板在局部弯曲与平面外翘曲或扭转多种复杂应力组合下：厚板结构等情况下受力相当复杂，因此在高振区不宜在各种复杂体型结构，特别不规则及转换层结构的转换部分，连体结构的连体部分以及多塔楼间裙楼连接部位等复杂部位使用。以上仅供从事设计的技术人员参考。

　　参考文献

　　[1]中华人民共和国国家标准．混凝土结构设计规范(GB50010-2002)．中国建筑工业出版社

　　[2] 程文滚，李爱群．混凝土楼盖设计[M]．北京：中国建筑工业出版社，1998．

　　[3] 沈蒲生．楼盖结构设计原理[M]．北京：科学出版社，1989．